有序粒子的一瞬：Brian Greene 谈熵、意义与死亡

《直到时间的尽头》（Until the End of Time）开篇引用了一句话。1948 年一场关于上帝的辩论中，罗素说：就科学证据而言，宇宙以缓慢的阶段爬行到地球上一个颇为可怜的结果，并且将以更可怜的阶段爬向普遍死亡的状态。如果这就是目的的证据，罗素补充说，那个目的并不吸引他，他也看不出有什么理由相信任何上帝。Lex 称这是一种对宇宙和人类意识出现的灰暗展望。

Greene 并不试图反驳这门物理。推动罗素这一看法的，是热力学第二定律：无序，也就是总体上的熵，总在增加；在足够长的时间尺度上，这可以被理解为瓦解与毁灭。他说，有希望的一步，是把这个事实放进更广阔的语境中，而这正是这本书的主题。罗素的说法有很多道理。你怎样解读它，就构成了论证的其余部分。

在 Greene 看来，第二定律让我们显得特殊。我们是高度有序的粒子构型，在宇宙尺度上只会存在一眨眼的工夫。我们能够站起身来，四处张望，试图弄清自己身在何处、该如何安排时间，这一事实本身就令人感激、惊叹，并生出一种深刻的使命感。他不会在宇宙基本演进上与罗素有分歧。关键在于，这一演进对那些有幸注意到它的短暂粒子聚合体意味着什么。

Lex 提出最大的问题：如果复杂性从简单之物中短暂地涌现，然后在第二定律之下又回归简单，那么这一切的意义何在？Greene 认为意义是存在的，但没有普遍的答案。几千年来，人们试图用上帝、爱或陪伴来回答这个问题。他说，这些都不是唯一正确的答案。

一旦你认识到宇宙并不在乎，去寻找一个最终的宇宙判决就成了徒劳。更强大的望远镜不会让一切变得清晰。无论是字面意义还是比喻意义上，我们看得越深，就越清楚自己只是物理定律的一个短暂副产品，而这些定律没有情感内容，也没有内在的意义或目的。Greene 说，每个人都有能力制造自己的意义、设定自己的目标。

在他看来，这并非一句套话。这是我们的本来面目，因为根本没有终极的答案。无论它听起来多像贺卡，他都把它称为过去几百年间物理学乃至整个科学的深刻教训。Lex 补充说，在我们能观测到的宇宙里，地球上正在发生的事情依然显得格外奇特：层级化的复杂性不断形成越来越精密的生物系统。

Erwin Schrödinger 1944 年的讲座，后来成为小书《生命是什么》（What Is Life?），给 Lex 提供了切入点。这一小撮复杂性究竟是什么？Greene 曾就此请教 Richard Dawkins，得到的答案大致如他所料：如果有人能在无生命与有生命之间画出一条线，我们或许就能获得我们渴望的洞见。Greene 说，事实是，这其实是一个连续谱，从我们通常称为无生命的东西，到明显充满生命之流的东西。

在那个连续谱的某处，位于结构复杂性、摄取原材料的能力，以及从环境中提取能量并把熵排放到更广阔环境中的新陈代谢之间。这些看起来是必需的要素，但没人能画出那条线。生命也许是独特的，也许不是。一颗有序的恒星，一颗沐浴在低熵能量中的行星，再加上布满超新星爆发后寻常残留物的表面，也许就足够让生命自然形成。当时原定 12 月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，本来要观测遥远行星的大气，为我们提供一些线索，看看我们所知的生命究竟有多特别。

被问到如果他是个爱下注的人，会把从石头到兔子的路径卡在哪一步，Greene 把最难的一步定在意识的出现上。这同样是一个连续谱，但也有像我们这样拥有自我反思觉知的明显生物。地球上的生命在数十亿年里都没有这种觉知。约 6500 万年前，一块岩石撞上地球，灭绝了恐龙；如果没有那次意外，恐龙或许仍会统治地球，而它们很可能也不会发展出我们这样的觉知。

Greene 能想象，宇宙中有大量的生命并不在思考生命的意义，只是忙于生存，而在这颗星球上，生存一直是生命的主要活动。我们是罕见的例外。他不把意识看作二元的相变，甚至看着 Lex，他也不完全确定对方是有意识的存在。行为让这成为最合理的解释，但我们每个人只能直接接触自己的觉知。其他生物同样让我们对它们头脑里实际发生的事一无所知，如果它们有头脑的话。

根据现有最好的数据，Greene 仍然认为我们身上有某种特别之处。他不认为鱼会四处构思存在主义，也不认为狗会推导广义相对论。被问到智力和意识哪个更特别时，他选择意识。两者截然不同，又紧密相连。哲学家们，包括 David Chalmers，把它命名为“困难问题”（hard problem），而作为物理学家，Greene 能理解这个名字为何流传开来。

他看着世界，看到的是受物理定律支配的粒子：电子、各种味道的夸克，一份成分清单和一套规则。在这些东西里，找不到哪怕一丝迹象表明，把这些粒子以正确的方式组合在一起，就该点亮一个内在世界。不只是没有迹象。“这太疯狂了，”他说。一个没有思想、没有情感、没有激情的粒子，与同伴组合在一起，怎么会产生与其成分如此迥异的东西？

从技术意义上说，所谓困难问题在于，要解释的东西似乎无法被第三方分析所触及。Greene 可以告诉 Lex 很多他脑子里发生的事，但 Lex 无法像 Greene 那样进入自己的大脑。这与测量月球或氢原子光谱是完全不同的问题。他仍然认为，最终的解释会是：意识只是粒子聚合时发生的一件事。再过一百年，或许一千年，人们会对那些曾觉得它神秘到不可思议的人报以微笑。

他怀疑，当我们制造出会报告自己感到悲伤、焦虑，或内心有个世界在运转的人工系统时，这份神秘感就会开始消散。Lex 曾制作过能做出类似情绪反应的机器人，他说，神秘感会立刻消退：你不再需要解决困难问题，因为那东西看起来的确很有意识。狗或其他人也是如此。他怀疑，丰富的主观体验，或许是一种与语言和诗歌紧密相连的社会性把戏，帮助我们向彼此描述这个世界。

普林斯顿大学的 Michael Graziano 提出的一些观点，Greene 说，并没有解决这个问题，但照亮了它。我们并不觉察让内在世界运转的物理化学过程。正因为这种分离，心智仿佛失去了系绳，漂浮在灰质之中。Greene 打了个比方：如果你身处一间暗室，而他的手指上涂了夜光漆，那舞动的手指看起来神秘莫测。打开灯，底下就是一条手臂。我们缺少的，正是那种深层的物理联系。我们之所以觉得意识神秘，是因为忽略了背后的科学。

Lex 想知道，神秘感是否是享受的一个重要组成部分，也就是说，一旦我们知道它怎么运作，是否就不再享受这场对话了。Greene 引用了 Richard Feynman 的一次访谈来回答。有些人觉得，科学一旦解释了某件事，美感就消失了。Feynman 不同意。看着一朵玫瑰，他仍能欣赏它的香气、颜色和质地；物理学家能做的，是进一步看清红色、香气和结构从何而来。这只会增加惊奇，而不会削平它。

Greene 把这一点当作座右铭。有一种惊奇来自于不知道，另一种惊奇来自于深入的了解，后者有它自己的独特品质，或许还更令人满足。Lex 指出，你永远到不了底：剥开洋葱，还会有更多神秘。与魔术师的把戏不同，知道了原理之后它会显得可笑；自然在帷幕拉开后反而让人更加敬畏：电子在轨道之间跃迁，特定波长的光子，以及 Feynman 参与发展的量子电动力学（quantum electrodynamics）方程。

如果物理学有一天能给出一套统一的解释，把现实的结构从大爆炸讲到现在，Greene 认为，这份理解只会提升欣赏。到目前为止，它一直如此。某些类别的问题会终结：他预计我们会合上关于自然基本成分与基本定律的那本书，尽管他无法证明这一点。那是一个章节。然后，我们用这些知识去理解世界如何构建行星、人、黑洞，也许还有其他宇宙。我们知道自己尚未理解的问题会不断开花，因此，已经理解的东西与已知未理解的东西之间的比例，会越来越小。

Lex 问，未来几十年能否解开这个谜题。量子引力的实验检验需要极其难以测量的效应；理论上，引力与量子力学仍然无法和睦相处。Greene 必须怀有希望：他的部分职业生涯都花在试图取得进展上。他不喜欢“万物理论”（theory of everything）这个说法，因为它让其他科学家觉得生物学只是剩下的细枝末节。直说就是：把引力和量子力学结合起来。

他为这个问题花了三十年，从还是学生时起，就被物理学家们一筹莫展的局面激起了斗志。进展确实有。弦理论是一种可能的情景，这个领域活力十足，进展惊人，只是在实验验证方面仍然欠缺，而这恰恰是整个故事的关键部分。在 1980 年代接受采访时，他还是一个锐气十足、每天工作十八个小时的年轻人，他当时会说，到 2021 年我们就能知道这个想法对不对。

那种与实验的接触还没有发生。他当年以为不可能的其他事情却发生了：关于黑洞性质的详细讨论，以及在某些情况下对弦理论的精确表述。你永远不知道进展会落在哪里。他很想在离开这个世界之前知道答案，尽管他并不认为死后还有什么。科学和宇宙不是为了取悦任何个人而存在的。它们就是它们本来的样子，而工作就是继续向前推进。

从外部看，弦理论似乎在风靡数十年之后已经失宠。Greene 对此提出异议。任何新领域都像一辆闪亮的新自行车，街区里没人见过：新闻报道、学生蜂拥而入。随着它成熟，这些特质会逐渐褪去。以它是否在根本问题上取得进展来评判，他认为它得分很高。以它与实验的接触来评判，它仍然面临挑战。许多弦理论学者，包括他自己，对这一理论都保持着清醒的态度。

三四十年前那些巨大的进展并没有消失，但人们更善于评估前方漫长的路。Greene 刚入行时，有一种感觉：物理学即将终结，弦理论会是最终的统一理论。他认为，那主要是年轻物理学家在这么说。像 John Schwarz、Michael Green（与 Greene 没有亲属关系）以及 Edward Witten 这样的创始人，早就知道这将是一段漫长的路。想快速解决一切的人感到失望，然后离开了；而像爱因斯坦那样一辈子都投身其中的人，则找到了丰富的素材。

最吸引他的，除了把引力和量子力学放到纸面上，还有空间的额外维度。在他还没理解那是什么意思之前，爱因斯坦的弯曲时空就以一种奇特的情感方式打动了他。后来他知道，额外维度也许能解释为什么某些力和粒子存在，以及它们为什么那样表现。当他了解到弦理论同时包容广义相对论、量子力学和额外维度时，他就被深深吸引了。作为牛津大学的研究生，他和几个同学花了大量时间去理解那些维度的形状，以及它们对我们所见世界的含义。

没人真正知道这些额外维度究竟是物理现实，还是一种数学技巧。但最直接的解读把它们当作真实存在的，和左右、前后、上下一样真实，只是形状和大小不同，也许紧紧卷曲，小到无法探测，却仍会留下印记。人们曾希望在大型强子对撞机（LHC）上看到它的痕迹：若粒子碎片溜进其他维度，质子碰撞后就会表现为能量缺失。Greene 说，诺贝尔奖会让他感到意外。他认同这样一种观点：把它称为理论，会贬低这个词，它应该叫“弦假说”。谈到 Peter Woit 和 Sabine Hossenfelder 这样的批评者，他更欣赏那些提出更好想法的人，而不是一上来就拆解别人的人。

Greene 倾向于把时间看作一种涌现的现象。他没有充分的理由，只有来自弦理论和量子引力的一些暗示。时间是我们经验中最熟悉的特质，因为任何事情都发生在它的间隔之内，它也许同时是世界上最神秘的特质。如果你问他时间是什么，他并不真正知道，他认为也没有人真正知道。他能说的是它给了我们什么：一种描述变化的语言，一种把事件排布在时间线上、看出规律的方式。实验室以惊人的精度测量这个被称为时间的东西，但他不确定那些操作时钟的人能否清楚地表述，他们测量的究竟是什么。

关于单向因果，他的猜测是：在人类经验的宏观层面，因果的基本概念从一个起点中涌现出来，而那个起点本身可能并不内置因果。最深刻的现实描述，若我们掌握了它，也许不会直接显示因果。爱因斯坦已经抹去了旧的图景：如果你和我相对运动，我们的钟，因而时间本身，会以不同速率走动；如果我们处于不同的引力势中，时间的流逝也不同。这些奇特的性质引出了一种科学意义上的时间旅行概念。Greene 认为，我们永远不会在宏观层面抹去因果性。

宇宙确实允许向未来旅行，说的是好莱坞式的整体效果，也就是一次性跳进未来。想看看 100 万年后的地球吗？造一艘飞船，以接近光速飞行 6 个月，然后掉头回来。爱因斯坦告诉你，要接近光速到什么程度，才能让你一踏出飞船，地球上已经过去了 100 万年。Greene 说，这并无争议，是基础的物理学。工程、过载、生物学都只是细节。Lex 指出，延长人类寿命，是让有意识的观察者向前旅行的另一种生物学方式。

从这种旅程中回来，则是另一回事。物理学的主流观点是，你回不来，尽管有严肃的人写过关于假想路线的论文。虫洞出现在爱因斯坦方程里；原则上，你可以操控开口，让它们错开：一个在前，一个在后。爱因斯坦本人很快指出，数学允许某件事，并不代表它就真实存在，他不相信黑洞，也不相信大爆炸。研究过虫洞的人会问：你能否让它保持开着，或者你是否需要可能根本不存在的奇异物质？Greene 的总体看法是，这种情景不太可能经得起对物理学更深理解的检验，但这与把门关上并不完全是一回事。

Greene 书中写到的另一种宏观感受是自由意志。按 Lex 的概括，他的看法是：没有基于物理的自由意志，但存在自由的体验，而且这种体验是真实的。假设物理宇宙是由定律支配的各种东西。人类是这些成分的一种特定组合。每一个念头和行动都是粒子的运动，被完全支配。这就没有机会挣脱物理定律。直觉上，我们以为自己是行为的终极作者，在选择香草还是巧克力、向左还是向右、生还是死的时候，最终责任在我们，但这在物理世界里没有依据。

另一种自由，如果你专注地去想，才是我们真正感受到的那种。无生命物体的行为范围非常有限，因为它们内部的组织过于粗糙。对着一杯水说话，它也许会振动，仅此而已。我们之所以不同，是因为数十亿年的自然选择把我们的内部组织打磨得极为精细，使我们拥有大量与刺激高度契合的行为。Lex 提出一个问题；粒子过程开始运转；答案就是结果。

我们拥有的自由，并不是摆脱物理定律的自由。它是摆脱那种长期支配无生命物体的受限行为的自由。我们从石头和水瓶那有限的行为库中解放了出来。我们是否挑选了这些反应？没有。我们是否自由地选择了它们？没有。但我们拥有它们，并且能为这些行为感到惊奇。Greene 说，这就是我们所拥有的自由。

Lex 喜欢元胞自动机，比如“生命游戏”（Game of Life）这类世界：简单的规则会产生复杂性，看起来像小生物在做决定。这是涌现的物理，还是诗？Greene 是一位物理主义者：美、惊奇、意识，归根结底都能从粒子和定律中解释。这通常是谈论涌现之物时最糟糕的语言。把空中飞行的棒球描述为 10^28 个带有时间坐标的夸克和电子，就等于递给别人一座无法使用的数据大山。“一个棒球在空中飞行”才是有洞察力的句子。人类的情绪和自由意志的感觉，属于那种有用的宏观语言。风险在于忘记：涌现的现象依然来自还原论的解释，而在那套解释里，你以为拥有的意志自由其实并不真实。

黑洞的第一张图像公布时，Greene 感到惊叹，还夹杂着一丝渴望，不完全是嫉妒。这个故事始于爱因斯坦 1915 年的方程，然后 Karl Schwarzschild 看到了这种可能，接着 John Wheeler 和其他人发展了这一想法。它长期只是假说，后来通过绕着银河系中心疾驰的恒星，几乎变成了实在的东西，但仍是间接证据。然后出现了一张可以凝视的照片。他希望弦理论也能走这样从理论到确立的叙事弧线：它仍然是完全数学化的学科，等待着那张能让人指着说“这是真的”的图片。

Lex 起初觉得这张图片令人兴奋，越看越感到恐怖：一个巨大的洞，中央是黑暗，一个质量以几十亿个太阳来计量的东西，他几乎说不出它的名字。Greene 也有一种惊恐的敬畏。平日里他在黑板上写方程，那些想法就住在大脑的数学角落里。安静下来时，他才意识到这不是游戏，外面确实有怪兽存在。这与自身性命无关，它来自对自然何等非凡、何等强大的感叹；如果让这些想法沉下去，就会产生深刻的谦卑。

最惊人的事件是大爆炸。Greene 说，在大爆炸后 100 万分之一秒，这一故事已经不太有争议；但在那之前，这个领域正陷入激烈的争论。自 1980 年代初以来，暴胀宇宙学（inflationary cosmology）一直是主流范式，它利用了爱因斯坦的结论：引力也可以是排斥的，而不仅仅是吸引的。Alan Guth、Andrei Linde，以及当时的 Paul Steinhardt 和 Andreas Albrecht，设想了一小团这种排斥性物质作为大爆炸本身；数学预测了天空中微小的温度差异，卫星测到了与之吻合的统计图案。Steinhardt 是其中的构建者之一，此后他对此失去了信心，理由包括其他宇宙，以及小于普朗克长度的尺度。Greene 仍然押注暴胀，但不像三四年前那样言之凿凿。

暗能量是加速膨胀的那股推力，看起来像残余的排斥引力。但用量子引力的单位来衡量，它只是一个小数点，后面跟着约 120 个零，然后是一个 1。这个数字奇怪到 Greene 说，一定哪里出了错。循环宇宙学认为，它为这个数字提供了更自然的归宿。Roger Penrose 的想法是信息会穿过大爆炸，即共形循环宇宙学（conformal cyclic cosmology）；在 Greene 看来，它像是量身定做的解决方案，但他不觉得它能像 Steinhardt 提出的替代方案那样，成为真正接近的竞争者。更深的障碍是奇点：数学失效，就像一除以零，而 Greene 并不认为它已经被治愈。谈论整个宇宙，一直意味着要舍弃一些特征；下一步已经开始，即把宇宙学搬到计算机上，就像天体物理学已经在模拟恒星和星系那样。

德雷克方程是 Lex 抛给最高层级问题的引子：望向宇宙，有多少外星文明，零个、一个，还是许多？如果这个词是文明，Greene 把这个数字压得很低，可能是零。如果这个词是生命，他认为可能很多。从生命到能建造出我们所认可的文明的那种意识，这一步可能极其罕见。小时候他很喜欢《星际迷航》，喜欢那种宇宙共同体的想法。地球上各个分离群体努力相处的记录参差不齐，但作为乐观主义者，他觉得大家能交流物理学和宇宙学的心得，这个念头很美妙。被问到可能性，他倾向于认为很罕见。

Lex 讲了几种费米悖论（Fermi paradox）的故事。一种乐观的：生命本身很难，我们或许很快能在别处找到生命，从而证伪这一点。一种令人害怕的：生命很容易，文明很常见，但我们尚未接触到它们，因为智能伴随着力量，也伴随着毁灭自身的倾向。一种温和的：我们正被观察，原始村落被一层保护膜罩着。Greene 倾向于最直接的解释：没有。他不能对直觉过于武断，但也忍不住想起他最喜欢的一集《阴阳魔界》：外星人带着一本书来到地球，密码学家终于读懂书名是《为人服务》，而当最后一个解码者登上飞船时，他的助手大喊：书的其余部分是一本食谱。

在韦伯望远镜之后，他认为这场讨论会有更好的依据。目前估计，平均每颗恒星有大约一颗行星，考虑到数千亿颗恒星和数千亿个星系，这是一份惊人的普查。如果一轮又一轮的调查都找不到生物标志，那至少能说明生命的问题，尽管生命可能采取截然不同的形式。他怀疑，文明和意识不会在没有直接联系的情况下，通过这类调查得出答案。如果意识无处不在，他不明白为何他们还没到这里来。那样的话，人类作为最先进的存在，就成了一个奇怪的特殊之地。他认为我们只是普通的，许多文明会远比我们先进，而且他们不会耗费能量去隐藏自己。他们根本不在乎。

Lex 相信，我们的感官和工具都有局限，眼前可能就有我们因为太年轻、太无知而看不见的东西。Greene 赞同这种可能性，但他指出，我们其实已经能回望宇宙时间的大部分历程。如果我们是宇宙景观中的蚂蚁，他能想象超先进的外星人不屑于俯身与我们交谈，就像他不会在曼哈顿的人行道上停下来采访蚂蚁一样。Lex 认为，更深的问题是语言：我们的语言圈子可能只是我们这类大脑的一种小众产物，一切都可能在翻译中丢失。Greene 承认这一点。他之所以倾向于一个沉默的宇宙，部分出于浪漫：永恒的寂静在情感上打动他。没有人知道。我们能探测到的东西，与充斥宇宙的真实结构之间，也许存在一种根本的错配。

Lex 说，如果我们是孤独的，那么就得自己去扩张。只要我们不造虫洞、不以接近光速飞行，Greene 就把殖民主要当作工程问题。不过相对论的妙处在于，接近光速时，你可以在一个人的一生里走得任意远。在这个框架下，地球化改造（terraforming）、太阳帆，以及迈向火星的第一步，都属于工程。他认为这个梦想值得去争取。我们长久以来一直是探索者：从世界的一个地方走到另一个地方，并且在比喻的意义上，通过我们的思想，抵达量子世界、大爆炸，以及黑洞的内部。

一个在火星出生的孩子，在学习地球的起源故事时，多半不会从书上读到。Greene 开玩笑说，它会被直接上传到脑子里，或者印刻进 DNA。最关键的障碍，正是 Lex 已经提到的那个：也许任何足够先进的文明都会毁灭自己，这也是对费米悖论的另一种回答，而从地球自身的历史来看，这并不难想象。把这一点放到一边，我们就能克服工程问题，那时物理学就变得相关了：接近光速的旅行，操控时空的形状。Lex 出生于苏联，成长于对星辰的梦想之中，他说，是马斯克谈论殖民火星，才让他意识到人类真的能做到。把不可能的事大声说出来，种进数百万人的心里，种进孩子的脑海里，它才会变成现实。

Greene 说，正是梦想，让看似不可能的事对下一代变得可能。火星是具体的，而且很近：一个半永久性的存在不会等到 25 世纪。在 Lex 的一生中，有可能出现一个在火星上出生、通过望远镜回望地球的孩子；在 Greene 的一生中，则不太可能。Greene 很想参加早期任务，哪怕是单程的；他开玩笑说自己单身，如果有人想在那里组建家庭，他随时准备好了。Lex 设想自己待在一个无法离开的世界里，觉得这念头纯粹令人恐惧。

Greene 从日常的告别中就知道那种恐惧，就是凯鲁亚克式的感觉：开车翻过山坡，就是真正的告别。他认为，对死亡的恐惧潜伏在人类动机的底层，这一看法他是从 Ernest Becker 的《拒绝死亡》（The Denial of Death）那里得来的。恐惧管理理论（terror management theory）的实验依然发现，只是让一组人在殡仪馆对面接受采访，就会出现可测量的差异；大多数人之所以能无视这一点，是因为约 1 万年间，文化已经教会了他们怎样做到。Lex 怀疑，如果不在人工心智里植入类似的稀缺感和恐惧，就造不出能融入人类社会的心智。Greene 补充说，任何理解第二定律的系统都会看到，即便是坚固的部分也会瓦解，而在永恒的尺度上，任何有限的生命实际上都等于零。然后，他说，剩下的就是我们和机器人在星空下喝啤酒，对整个景象满怀敬畏，开怀大笑。